“染色体保护者”端粒由谁保护?

【字体: 时间:2016年08月18日 来源:生物通

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  最近,西班牙国家癌症研究中心(CNIO)由Maria A. Blasco领导的端粒和端粒酶研究组发现,尽管端粒有着特别紧凑的结构,很难进入,但是它们能转录像其他DNA这样的信息。从这个过程所产生的RNA叫做TERRA,它们的功能对于保护端粒这些防护结构,是至关重要的。相关研究结果发表在《Nature Communications》杂志。

  

生物通报道:总所周知,染色体末端的“帽子”——端粒,犹如一道防护屏障,保护着染色体。最近,西班牙国家癌症研究中心(CNIO)由Maria A. Blasco领导的端粒和端粒酶研究组发现,尽管端粒有着特别紧凑的结构,很难进入,但是它们能转录像其他DNA这样的信息。从这个过程所产生的RNA叫做TERRA,它们的功能对于保护端粒这些防护结构,是至关重要的。相关研究结果发表在《Nature Communications》杂志。

这一发现与该研究组两年前的观察结果是一致的。在那个时候,他们对小鼠细胞进行分析发现,保护这种哺乳动物的20条染色体的TERRA,只起源于对18染色体,并且在较小程度上,起源于9号染色体。

这些结果表明,在人类的情况下,这些RNA只在一个点上被转录。研究人员分析了18个RNA——先前它们被认为可能是TERRA,但是它们只起因于20号染色体(20q)长臂,并出现在展示TERRA特点的X染色体(Xp)短臂。

为了证明在这两个点上被转录的RNA确实是TERRA,作者用CRISPR-Cas9技术去除了这两个位点。然后,他们指出,虽然Xp的抑制没有明显后果,但是20q抑制对端粒产生了极度负面的影响。

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作者写道:“把20q 识别为人类TERRA生成的一个主要位点,可让我们解决TERRA端粒生物学的作用。”在各种细胞系中去除了它之后,他们发现,DNA和端粒损伤有明显的增加,染色体不稳定性也增加。

这是第一次有研究,在任何生物体中证明了TERRA在端粒保护中的关键作用。Blasco解释说:“这些结果是惊人的,因为它们清楚地表明,TERRA对于细胞活力以及端粒保护有着重要的作用;它们对于端粒执行端粒酶或端粒蛋白复合体(shelterins,保护端粒的蛋白质)的作用,也是同等重要的。”

发现20q区域作为TERRA的来源,并确证这些TERRA对于保护端粒所起的关键作用,为我们研究某些综合征(在这些综合征中,在该染色体区域检测到了变化),打开了新的途径。同时,它提供了一条新的路径,来研究端粒疾病患者,然而,在通常涉及端粒酶、shelterins的基因并没有发现改变。

端粒是染色体末端的保护帽,与衰老和疾病有关。关于端粒与人类衰老之间的关系已经有很多研究报道。去年1月份,根据美国斯坦福大学医学院的科学家介绍,一种新的方法能够快速而有效地延长人类端粒的长度,在这项研究中,经处理的细胞表现得比未处理的细胞更加年轻,在实验室培养皿中任意增殖,而不是停滞或死亡。这项研究结果发表在最近的《FASEB Journal》杂志。相关阅读:美科院院士发表延长人类端粒的新方法

今年6月,西班牙国家癌症中心的这个研究小组,与该中心转基因小鼠核心部门合作,在实验室里成功地制备了具有超长端粒和分子衰老减慢的小鼠,从而避免了迄今为止一直使用的标准方法:遗传操纵。这种新技术是基于表观遗传变异,发表在《Nature Communications》杂志。相关阅读:科学家制备了超长端粒的小鼠更长端粒意味着青春不老吗?

(生物通:王英)


 

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